毕业论文_镁铝水滑石对茜素红染料废水吸附效果的研究

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1、镁铝水滑石对茜素红染料废水吸附效果的研究系（院）化学与材料学院专业年级07化学本科学生姓名陈金财学号2007070105目录选题的目的和意义结果与讨论实验方法结论一、二、三、四、一、选题的目的和意义染料废水的去色处理一直是工业废水处理的一大难题，其成分复杂、污染物浓度高、色度高、可生化性差，且含有多种具有生物毒性或“三致”性能的有机物,难以采用常规的方法进行治理,所以染料废水的治理是化工环保行业关注的焦点。传统的染料废水处理方法有光化学氧化法、絮凝沉淀法、生物法、化学氧化、还原降解法等。但这些方法常有反应速度慢，运行和回

2、收成本高等共同缺陷。而吸附法是一种有效去除染料的方法，无机吸附材料有活性炭、沸石类矿物等，但这两者的吸附性能普遍不是很高，又存在重复使用率低等弱点，而且活性炭成本昂贵，因此寻找一种对阴离子污染物具有高效的吸附性能且价格低廉的吸附剂至关重要，而水滑石特殊的结构和性质，他它可以作为阴离子交换剂和催化剂，而且可重复利用，既环保又经济。镁铝水滑石（Mg/Al-LDHs）是一种新型高效吸附材料，具有可调变的化学组成及独特的结构和特殊的层间离子交换性能，可用于交换废水中的阴离子，使废水得以净化。高温焙烧后的产物LDO在一定条件下能够

3、重新吸收水和阴离子而部分恢复到原来的Mg/Al-LDHs结构，即具有所谓的“记忆效应”。利用这种效应，LDO可以作为阴离子吸附剂，用于染料废水的处理。水滑石的方法主要有共沉淀法、水热合成法、离子交换法、焙烧还原法、溶胶-凝胶法以及一些比较特殊的方法。但滴定共沉淀法存在一个缺点，即：无论怎样加快搅拌速度，溶液内局部的瞬间pH值肯定有差异，因而难以获得高结晶度的水滑石样品。后两种方法是在已有水滑石的基础上，通过层间离子的可交换性及具有的记忆效应,通过离子交换或水滑石层柱结构的重建，使新的阴离子进入层间，从而形成不同阴离子的柱

4、撑水滑石。本工作采用尿素水解均匀沉淀法制备镁铝水滑石（该法的优点是溶液内部的pH值始终一致），以不同的镁铝比例制备一系列的镁铝水滑石并考察焙烧态镁铝水滑石对茜素红模拟废水的吸附效果和影响吸附效果的因素。二、实验方法三口瓶：0.10molMg(NO3)2·6H2O0.10molAl(NO3)3·9H2O0.75mol尿素250mL去离子水抽滤，洗净，95℃干燥24小时105℃油浴，搅拌，动态晶化10h停止搅拌，95℃，静态老化20h（一）系列镁铝水滑石及其焙烧产物的制备以镁铝摩尔比为1:1的镁铝水滑石为例，制备流程如下图其

5、它不同镁铝摩尔比的镁铝水滑石制备方法同上,尿素用量为n尿素:nNO3-=1.5:1制得镁铝水滑石(Mg/Al-LDHs)取大部分产物，于马弗炉中，500℃焙烧3h制得焙烧态镁铝水滑石(LDO)（二）Mg/Al-LDHs及LDO的表征采用X射线粉末衍射仪（D/MAX-RB型）测定Mg/Al-LDHs及LDO的结构，其XRD衍射图如下图：左图表明：水滑石经500℃焙烧后的LDO结构发生明显改变,层状衍射峰（003,006,009）强度很弱，并发生宽化.层状结构基本消失；各衍射峰之间的比例也发生明显改变.与未焙烧曲线对比，焙

6、烧后，石所特有的003、006、009特征峰已经消失,说明水滑石的层板已经坍塌,图中出现MgO所对应的特征峰。（三）吸附实验染料去除率η=(C0-C)/C0其中C0为吸附前茜素红溶液的浓度、C为吸附后上层清液中茜素红的浓度。以n(Mg)/n(Al)为3:1的LDO，在65℃下，投放量为130mg为例，吸附实验流程如下：三口瓶：150mL150mol/L茜素红130mgLDO65℃,j搅拌每10min取5.0mL溶液高速离心4min，测上层清液的吸光度记录各数据，利用下式计算茜素红染料去除率绘制t--η曲线其余条件下的吸附

7、实验，方法如上三、结果与讨论（各种因素对吸附效果影响）Mg/Al比例不同形成的水滑石具有不同的层间距，适合对不同离子的吸附，当n(Mg)/n(Al)为过大时,多余的Mg2+生成了Mg(OH)2；当Mg/Al为过小时,多余Al3+生成了Al(OH)3。左图表明：当n(Mg)/n(Al)达3:1时,LDO达到一定理想结构,具有适宜的层间距，对茜素红的吸附效果的达到最佳，去除率可达到99.0%。A、不同镁铝摩尔比例的水滑石B、LDO的投放量如左图所示，表明：对于固定的150mL150mg/L的茜素红溶液，LDO的投放量逐渐增多

8、，LDO对茜素红的吸附效果越来越明显，去除率逐渐提高。当LDO的投放量达130mg时，LDO对茜素红的吸附效果达到最佳，去除率可达到99.0%，茜素红几乎被LDO吸附完全。故以下实验均采用固定LDO投放量为130mg。C、反应温度如左图所示，表明：随着温度升高，去除率逐渐升高吸附效果越明显。可知镁铝水滑石对茜素红模拟